每年，全世界产生约十亿个废轮胎。其中，只有40％的废弃轮胎被回收利用，49％被焚烧以发电，11％被扔进垃圾填埋场。可喜的是，新加坡国立大学（NUS）已经开发出一种将旧轮胎橡胶转换为高价值气凝胶的方法。新型橡胶气凝胶具有优异的性能，它们极轻、吸收性强、非常耐用，而且具有出色的隔热和隔音性能。

通过将废旧橡胶升级为具有较高商业价值的产品，这项新技术促进了废轮胎的广泛使用，并提供了一种环保的方式来回收废旧橡胶。这项新技术已发表在科学期刊《胶体与表面A：物理化学与工程方面》的印刷版中，并已申请了专利。

废轮胎染问题日渐突出

轮胎除了生产过程中产生废气、废水等污染外，废旧轮胎越来越多，正对地球造成严重的“黑色污染”，给保护环境带来很大挑战。

每年，全世界产生约十亿个废轮胎。橡胶轮胎非常耐用，并且不可生物降解。根据新加坡国立大学（NUS）的数据，只有40％的废弃轮胎被回收成低附加值的产品，49％被焚烧以发电，11％被扔进垃圾填埋场。

将废旧轮胎填埋，不仅占用土地，也可能产生渗滤液问题，从而造成环境污染。而燃烧橡胶会产生有毒物质，危害健康和安全。

新加坡国立大学Duong Hai-Minh副教授解释说：“尽管有40％的废旧橡胶轮胎被回收了，但全世界的回收率仍然很低，因为加工废旧橡胶成本高昂且能源消耗大，而且缺乏资金激励。我们的团队决定专注于用废旧橡胶制造橡胶气凝胶轮胎，因为它们是廉价且丰富的原材料来源。通过将废弃的橡胶轮胎转变成高价值的气凝胶，我们可以增强回收橡胶的动机，进而减少橡胶的浪费。”

废轮胎如何“变身”气凝胶

由新加坡国立大学Duong Hai-Minh副教授和Nhan Phan-Thien教授领导的团队首先将废弃的汽车轮胎切成细橡胶纤维。然后将那些纤维浸入由水和少量“生态友好型”溶剂组成的溶液中，后者使纤维彼此交联。机械搅拌该混合物20分钟，形成凝胶，其中连接的纤维均匀地悬浮在其中。然后将该凝胶倒入模具中，并在-50ºC（-58ºF）的温度下冷冻干燥12个小时。

据介绍，所得的固体橡胶气凝胶非常轻巧，而且具有多种优异性能，包括：

吸收性强：这使橡胶气凝胶成为清除溢油的良好吸收剂，它的吸收性是常规吸收剂（例如聚丙烯垫）的两倍。

出色的吸音性能：橡胶气凝胶比相同厚度的商用泡沫吸收剂的效果高27％。

出色的隔热性能：橡胶气凝胶具有很高的耐热性。一块厚度为一英寸（2.54厘米）的橡胶气凝胶的传热极限等于25个标准玻璃窗玻璃。

高度耐用：大多数气凝胶都非常脆且易碎，但橡胶气凝胶在压缩后可以弹回其原始形状。这种独特的性能使其适合用作工业用途的绝缘材料，例如在海底系统、炼油厂和工业建筑中，以及在家庭，冰箱以及个人物品（例如夹克和鞋垫）中。如果涂有称为甲氧基三甲基硅烷的化学物质，也可以使其具有防水性，可用于防止水分腐蚀或损坏绝缘设备。

Duoc副教授表示：“制造过程简单，经济高效且环保。整个生产过程需要12到13个小时完成，生产一块尺寸为1平方米，厚度为1厘米的橡胶气凝胶只需不到10新元（约合7美元）。该工艺还可以轻松扩大规模以进行批量生产。这使橡胶气凝胶成为具有商业吸引力的产品。”

气凝胶的潜在市场巨大。例如，汽车噪声和热舒适性对汽车设计至关重要。到2022年，全球汽车隔热和隔音解决方案市场预计将达到32亿美元。到2025年，这一数字有望达到1827亿美元。

商业化和新应用

Duoc副教授，Nhan教授及其团队期待与Mapletree和行业合作伙伴合作将这种新颖技术商业化并扩大规模，以实现气凝胶的积极环境影响。在丰树的慷慨捐助下，国大团队将能够进行进一步的研究，以增强橡胶气凝胶的性能，探索其他应用，以及使用其他类型的废料转化为气凝胶。

丰树集团董事长郑志刚先生说：“丰树一直非常重视将可持续性设计融入我们的发展中。该项目旨在通过绿色技术将橡胶废料转化为气凝胶材料，这与我们减少环境负面影响的承诺是一致的。我们我们很高兴获得部分支持，也将为翻新后的实验室设施提供资金，用于有关回收技术潜力的应用研究和教育。我们希望通过教育，这是我们重要的企业社会责任支柱之一，人们将对环保有了更多的认识。”

此外，该团队以前已经开发了用废弃的塑料瓶和纸屑制成的气凝胶。

来源：贤集网